CN103512742A - 氧气吸入器检定仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种氧气吸入器检定仪，属于一种氧气吸入器检定仪。流量传感器的气体输入端与输气快接导管的气体输出端螺纹相连，32位单片机的中央处理器与流量数据采集模块、低压压力数据采集模块、高压压力数据采集模块连接，该32位单片机的中央处理器还和LCD触摸显示屏电缆连接，锂电池组的输出端与32位单片机的电源管理电路的输入端相连。优点是快速精确测量，满足国家检定规程的技术要求，便携轻便，降低工作强度，提高工作效率。

Description

氧气吸入器检定仪

技术领域

本发明属于一种氧气吸入器检定仪。 

背景技术

氧气吸入器检定仪是根据气体动力学原理，把被检氧气吸入器流量计与标准流量传感器串联，标准流量传感器的测量值通过单片机数据处理、转换为标准值后在LCD液晶屏上显示，与被检仪器流量示值进行比对、计算来判定被检仪器输送气体流量的误差值；标准压力传感器与标准流量传感器并联，通过标准压力传感器实时测量被检仪器输送气体的压力值，来判定被检仪器的压力值是否符合JJG 913-1996《浮标式氧气吸入器检定规程》的技术要求。 

申请人委托***科技查新工作站(Z04)查询国内外有无相同或类似的文献报道，载录其中密切相关文献6篇，并且引证反映这些背景技术的文件如下： 

文献1：BYX-1型便携式氧气吸入器检定装置的研制，孙晓全，河南省计量科学研究院，中国计量,CHINA METROLOGY2006,(3)，ISSN 1006-9364，51-52。

文献2：中国专利《便于携带的氧气吸入器检定装置》，CN202522408U。 

文献3：便携式氧气吸入器检定装置，杜书利等，河南省计量测试研究所，2003，项目年度编号0401181103。 

文献4：AJ3氧气呼吸器检验仪，完成单位：抚顺煤矿安全仪器厂，鉴定年份1989，项目年度编号90209362。 

文献5：中国专利《气体流量监测装置》，CN2457572。 

文献6：有关小口径累积式气体流量计设计的初步想法，张红杰,郭知明,刘冬梅等，天津市计量监督检测科学研究院，天津科技,Tianjin Science & Technology2013,(2)，ISSN1006-8945，页码 78-79。 

文献1：介绍了便于携带的浮标式氧气吸入器检定装置，具有携带方便、操作便利、计量特性满足检定规程要求的特点。技术方案是：便于携带的氧气吸入器检定装置，包括（0～10）L/min一级标准玻璃转子流量计、（0～25）MPa0.4级精密压力表和（0～0.6）MPa2.5级氧压力表。 

文献2：介绍了本发明涉及便于携带的浮标式氧气吸入器检定装置。目的是提供的检定装置应能有效实现氧气吸入器的现场检定，具有携带方便、操作便利、计量特性满足检定规程要求以及结构简单、制作容易的特点。技术方案是：便于携带的氧气吸入器检定装置，包括玻璃转子流量计和精密压力表；其特征在于该装置还包括三通基座，玻璃转子流量计和精密压力表均安装在该三通基座上。三通基座具有互通的三个接口，分别作为精密压力表接口、氧气钢瓶角阀接口和氧气吸入器气源接口；三通基座上还装有一固定板，固定板上固定着所述的玻璃转子流量计。精密压力表接口、氧气钢瓶角阀接口以及氧气吸入器气源接口 上均分别配有与精密压力表螺纹配套的活动螺母以及密封圈。 

文献3：介绍了该装置是根据JJG913-96《浮标式氧气吸入器检定规程》的要求而设计的，所配备的精密压力表、氧气压力表、标准玻璃浮子流量计及其连接管路均安装在手提箱内，可直接携带到检定现场，使用快速接头连接后一次完成对氧气吸入器的氧压表、流量计、减压阀、安全阀的检定工作，使检定状态符合实际使用时的工作状态。同时医院不需要再将氧气吸入器送至计量部门，所以该装置更符合市、县级计量部门实际工作的需要。 

文献4：介绍了氧气呼吸器是煤矿救护员个体防护的基本装备，也是其它矿山、冶金、化工消防等部门的安全装备。为保证其使用过程中安全可靠，在使用前要进行经常性的检验，因此该检验仪是它必备的配套产品。该检测仪主要用于氧气呼吸器各项防护性能指标的检验，以保障呼吸器在抢险救灾中的正常使用。它利用通过减压器减压的氧气作为检验用气源，改善了传统检验仪利用摇泵作检验气源给检验结果带来的不稳定因素；利用气体引射原理检验呼吸器在正压、负压时的气密性；采用复合式玻璃转子流量计测量呼吸器大、中流量；利用差压式流量计检验呼吸器的小流量，消除了利用水银式流量计检验呼吸器的大、中流量的工业危害。具有精度高、气流稳定、气密性好等优点。 

文献5：介绍了本发明涉及医用输氧气体流量的检测、计量装置。由1组或多组红外发射和接收器组成传感器，固定在浮标式氧气吸入器的流量表外，对输氧量的大小和用氧时间进行监测，经单片机或微处理器处理后，病人可从显示器上得到输氧时间，给用氧准确计费提供依据。本设计不受环境温度、气体压力的影响，由于不直接参与气体通路，因而不产生堵塞，安全性高；制作简单、成本低廉、可靠性高、计时准确，深受医患双方欢迎。 

文献6：介绍了针对目前医用浮标式氧气吸入器仅显示瞬时流量的问题,讨论了基于涡轮流量传感器的小口径累积式气体流量计设计的可行性,并从整体上进行了初步的电路设计描述.借助于涡轮流量计既有瞬时流量又有累积流量显示的特点,完全可以解决现存的问题,并依托先进的单片机处理技术,实现了对瞬时流量和累积流量的检测,还可以根据实际要求,对其加装微型显示及打印装置,从而对现用的浮标式氧气吸入器予以取代,方便地完成小口径累积式气体流量计的对氧气使用量的检测。 

上述技术中存在的问题和缺点： 

1、准确度低，不能精确显示测量值

检索到的文献报道的文献1、文献2、文献3、文献4背景技术描述的所使用的流量标准为标准玻璃浮子流量计，压力标准为精密压力表，即使用机械指示仪表作为标准器；标准玻璃浮子流量计对使用的放置角度、气流的稳定性要求很高，示值波动很大，不易读取数据；精密压力表使用弹簧管的变形量带动指针偏转来测量压力值，所以对压力测量反应较慢，不能精确测量压力值的真实波动。

2、设备沉重，工作效率低 

检索到的文献报道的文献1、文献2、文献3、文献4背景技术描述的标准玻璃浮子流量计、标准精密压力表和三通基座等机械结构，这些组合到一起的重量有5公斤以上。目前，大型医院的氧气吸入器使用非常普遍，数量少则上百，多则上千，分布在各个病房；如携带这样重量的仪器设备，依次到每个病房现场检测浮标式氧气吸入器，可想而知，检定的工作效率很低。

3、产品的适用对象不同 

检索到的文献报道的文献5、文献6背景技术描述的是对现有浮标式氧气吸入器的数字化改造，只测量流量值，供医患之间进行贸易结算，属于该委托项目拟设计的检定装置的检定对象。

发明内容

本发明提供一种氧气吸入器检定仪，以解决现有技术中存在的检定准确度低、工作强度大、工作效率低，检定工作质量不高的问题。 

本发明采取的技术方案是： 

流量传感器的气体输入端与输气快接导管的气体输出端螺纹相连，该流量传感器输出端与三通连接块的气体输入端螺纹连接，该流量传感器通过A/D转换模块一的串口通讯导线与32位单片机的流量数据采集模块连接；

低压压力传感器的螺纹连接端与该三通连接块一端螺纹相连；该低压压力传感器通过A/D转换模块二的串口通讯导线与32位单片机的低压压力数据采集模块连接；

高压压力传感器的输入端用于与高压气源的输出端螺纹连接，该高压压力传感器通过A/D转换模块三的串口通讯导线与32位单片机的高压压力数据采集模块连接；

流量调节阀的输入端与三通连接块的输出端通过软管连接；

32位单片机的中央处理器与流量数据采集模块、低压压力数据采集模块、高压压力数据采集模块连接，该32位单片机的中央处理器还和LCD触摸显示屏电缆连接； 

锂电池组的输出端与32位单片机的电源管理电路的输入端相连。

本发明的有益效果是： 

1、测量快速精确，满足国家检定规程的技术要求

该氧气吸入器检定仪采用美国世界领先的微机电技术（MEMS）的流量、压力传感器做测量标准，具有准确度高、体积小、重量轻、没有测量位置要求的特点，满足国家检定规程JJG 913-1996《浮标式氧气吸入器检定规程》的技术要求；32位高速单片机高速处理流量传感器和高压、低压压力传感器输入的经A/D转换的测量数据，经CPU高速运算、比较和修正为标准流量值和压力值后通过串口通讯输出到该LCD触摸显示屏实时显示流量和压力值；32位高速单片机高速处理大量测量数据，可以快速、准确地捕捉气体流动的流量、压力变化，保证了检定结果的准确性。

现有技术都是采用标准玻璃浮子流量计、精密压力表做测量标准，即使用机械指示仪表作为标准器；标准玻璃浮子流量计使用时对放置角度、气流的稳定性要求很高，示值波动很大，不易读取数据；精密压力表通过弹簧管的变形量带动指针偏转来测量压力值，所以在压力测量时反应较慢，不能准确反映气体压力值的真实波动。 

2、便携轻便，降低工作强度提高工作效率 

该氧气吸入器检定仪为高准确度、小型化、便携检定仪器，重量不到1KG，大大减轻了工作强度，成倍提高了工作效率。

现有技术都是采用机械指示仪表和三通基座等机械结构，这些仪表和配件组合到一起的重量有5公斤以上；目前，大型医院的氧气吸入器使用非常普遍，数量少则上百，多则上千，分布在各个病房；如携带这样沉重的仪器设备，依次到每个病房现场检测浮标式氧气吸入器，可想而知，检定的工作效率很低。 

3、保存检定数据 

该申请检定仪采用32位高速单片机做控制器，锂电池组供电，可以保存现场检定数据为电子记录。

现有技术都是采用机械指示仪表，现场检定数据只能通过手写记录保存检定数据。 

附图说明

图1是本发明的结构框图； 

图2是本发明运行方法流程图。

具体实施方式

流量传感器2的气体输入端与输气快接导管1的气体输出端螺纹相连，该流量传感器2输出端与三通连接块3的气体输入端螺纹连接，该流量传感器2通过A/D转换模块一的串口通讯导线与32位单片机7的流量数据采集模块连接； 

低压压力传感器5的螺纹连接端与该三通连接块3一端螺纹相连；该低压压力传感器5通过A/D转换模块二的串口通讯导线与32位单片机7的低压压力数据采集模块连接；

高压压力传感器9的输入端用于与高压气源的输出端螺纹连接；该高压压力传感器9通过A/D转换模块三的串口通讯导线与32位单片机7的高压压力数据采集模块连接；

流量调节阀4的输入端与三通连接块3的输出端通过软管连接；

32位单片机7的中央处理器与流量数据采集模块、低压压力数据采集模块、高压压力数据采集模块连接，该32位单片机7的中央处理器还和LCD触摸显示屏8电缆连接； 

锂电池组6的输出端与32位单片机7的电源管理电路的输入端相连。

工作时，将输气快接导管1的气体输入端与被检测仪器的气体输出端用软管相连，高压压力传感器9的输入端与高压气源的输出端螺纹连接； 

流量传感器3用于采集流量信号，经A/D转换模块一将流量值转换为电压信号，并通过串口通讯将该电压信号输出至该32位单片机的7的流量数据采集模块；

低压压力传感器5用于采集低压压力信号，经A/D转换模块二将低压压力值转换为电压信号，并通过串口通讯将该电压信号输出至该32位单片机7的低压压力数据采集模块；

高压压力传感器9用于采集高压压力信号，经A/D转换模块三将高压压力值转换为电压信号，并通过串口通讯将该电压信号输出至该32位单片机7的高压压力数据采集模块；

流量调节阀4的输出端与大气相通，用于调节输出流量值的大小；

32位单片机7用于处理流量传感器3、低压压力传感器5、高压压力传感器9采集的经各A/D转换模块的电压信号，经CPU高速运算、比较和修正为标准流量值和压力值，输出至LCD触摸显示屏8，并在LCD触摸显示屏8实时显示流量和压力值；

锂电池组6为32位单片机7提供动力。

由图2运行方法流程图所示，该检定仪的软件运行方法如下： 

步骤11：打开电池开关，按下启动按钮，检定仪开机，程序开始运行；

步骤12：程序运行后，首先进行单片机初始化，设置通讯模式；

步骤13：流量、压力传感器初始化，检查各传感器是否工作正常； 

步骤14：流量传感器采集的模拟信号经A/D转换模块一转换为数字信号，通过串口通讯与单片机连接；

步骤15：低压压力传感器和高压压力传感器采集的模拟信号经A/D转换模块二和A/D转换模块三转换为数字信号，通过串口通讯与单片机连接；

步骤16：32位单片机的数据采集模块把采集到的流量传感器和低压压力传感器、高压压力传感器经各A/D转换模块转换的信号，经中央处理器CPU高速运算、比较和修正为标准值；

步骤17：计算流量、压力显示值；

步骤18：单片机CPU通过串口通讯把标准值发送到LCD触摸屏显示。

Claims (1)

1.一种氧气吸入器检定仪，其特征在于：流量传感器的气体输入端与输气快接导管的气体输出端螺纹相连，该流量传感器输出端与三通连接块的气体输入端螺纹连接，该流量传感器通过A/D转换模块一的串口通讯导线与32位单片机的流量数据采集模块连接；

低压压力传感器的螺纹连接端与该三通连接块一端螺纹相连；该低压压力传感器通过A/D转换模块二的串口通讯导线与32位单片机的低压压力数据采集模块连接；

高压压力传感器的输入端用于与高压气源的输出端螺纹连接，该高压压力传感器通过A/D转换模块三的串口通讯导线与32位单片机的高压压力数据采集模块连接；

流量调节阀的输入端与三通连接块的输出端通过软管连接；

32位单片机的中央处理器与流量数据采集模块、低压压力数据采集模块、高压压力数据采集模块连接，该32位单片机的中央处理器还和LCD触摸显示屏电缆连接； 

锂电池组的输出端与32位单片机的电源管理电路的输入端相连。

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